Béton : à nouveaux matériaux, nouvelles structures
Les structures béton ont fait de gros progrès en raison des évolutions très sensibles enregistrées par ce matériau durant les quinze dernières années, tant sur le plan des performances mécaniques que sur celui de la praticité du matériau. Plusieurs axes de progrès ont conduit à ces améliorations structurelles.
Une grande moulabilité qui débride l'imagination
Tout d'abord, l'ouvrabilité. Depuis cinq ans, on assiste à l'introduction de bétons auto-plaçants; ils sont caractérisés par leur fluidité à l'état frais et offrent de grandes performances en termes de moulabilité. Les adjuvants plastifiants et super-plastifiants d'aujourd'hui permettent en effet aux BAP d'être suffisamment liquides pour adopter la plupart des formes complexes du coffrage, sans avoir besoin de le vibrer. Ces nouveaux bétons autorisent des projets d'une imagination presque sans limite, en adoptant des formes et des reliefs autrefois inabordables.
Multifonctionnalité, résistance accrue et esthétique améliorée
Ces nouveaux bétons permettent en outre à un même produit (panneaux de façade, par exemple) d'intégrer plusieurs fonctions, au-delà de la fonction porteuse de base. Ces concepts multifonctions permettent de faire passer des réseaux de fluides dans les planchers préfabriqués et de rendre cet ensemble éventuellement modulable. On commence à imaginer une isolation et une gestion des fluides intégrées pour les éléments de façades.
On observe également une forte amélioration des performances mécaniques, avec une gamme de résistance à la compression conventionnelle très large, de 50/60 MPa pour les bétons autoplaçants, à 80 MPa pour les BHP. Les progrès de la métallurgie ont fait que les armatures de précontrainte sont également bien plus performantes aujourd'hui qu'il y a vingt ans, passant d'un facteur force 1,5 à 2, soit un gain de 33% environ. Ceci a pour conséquences de permettre et d'imaginer des structures ou des pièces plus audacieuses.
Enfin, côté esthétique, les BAP sont des produits beaux, avec des performances en matière de qualité de remplissage et de parement et qui, s'ils ne permettent pas n'importe quelle réalisation (du béton alvéolé ou des pré-dalles, par exemple), offrent de grandes qualités architecturales en termes de finition et de couleurs. Alors que les poutres béton anciennes laissaient voir le grain et la rugosité du support, les produits actuels offrent un aspect beaucoup plus lisse et mieux fini, proposant des aspects de surface intéressants. Enfin, on s'est aperçu que ces bétons performants pouvaient prétendre à une meilleure résistance aux agressions physico-chimiques ambiantes du fait de leur compacité supérieure.
Applications prometteuses
Deux types de bétons semblent aujourd'hui très prometteurs. Tout d'abord, les bétons à très-hautes performances, armés ou précontraints. Ces matériaux sont d'une grande durabilité et pourvus d'une résistance qui atteint entre 100 et 140 MPa. Ils permettent d'envisager d'amenuiser les sections, de faire des éléments creux, d'augmenter les portées, de les mettre en précontrainte afin d'imaginer de nouveaux produits de structure (poteaux-poutres) et d'enveloppe (éléments de toiture, dalles ?). On peut imaginer une évolution des structures minces, ainsi que des structures caissons, avec un béton qui devient une peau résistante. Ou encore des poteaux creux afin d'alléger la matière et les structures elles-mêmes, avec des modes de fonctionnement à inventer sur le plan des assemblages.
La gamme de niveau supérieur, les bétons ultra performants fibrés, offrent de 140 à 200 MPa de résistance et pourraient trouver leur utilisation dans diverses applications : soit pour des éléments très minces connus pour leur facilité de mise en œuvre (plaques de façade, panneaux ?), soit pour des applications plus structurelles (produits de type toiture, avec des plaques minces, nervurées ou pas ?).
Des avancées techniques dont bénéficie le process
Les nouveaux bétons permettent de rassembler au maximum les travaux de main d'œuvre au niveau de l'usine, adoptant ainsi une orientation vers des voies sèches ou demi-sèches sur le chantier. Depuis cinq ans, on assiste en effet à l'introduction des bétons autoplaçants, dont la fluidité à l'état frais autorise une mise en place dans les moules sans vibreur. Ces nouvelles caractéristiques facilitent le mode de fabrication et la mise en œuvre avec des gains de productivité accrus et de meilleures conditions de travail pour les opérateurs, avec des impacts importants en termes de sécurité et d'hygiène (absence de vibrations et diminution des nuisances sonores). L'environnement de travail s'en est ainsi trouvé totalement modifié, à la fois en usine et sur chantier.
